超实用的100个示波器基础知识问答（六）
日期：2024-11-15 09:27
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摘要：示波器早已成为检测电子线路*有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。这对提高可靠性极有帮助。当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
76． 怎样用数字示波器查看和读出所显示的波形的周期？答：所有的数字示波器都支持波形周期测量，从提高测试精度的角度出发，如果使用的是 5462x/546?x(546?5 除外)，可在其测量参数中选择 Counter，其内嵌硬件频率计数器会被启动进行精.确的频率测量(5digit)，若使用的是其他型号示波器，尽量让示波器屏幕显示一个周期的信号，幅值尽量满刻度，这时测量精度一般较好，可以用示波器的自动测量功能，也可用光标手动测量。77． 在开发当中碰到一个问题，在样板机上加改功能，检测样板的声频，数据输出，触发信号等等 ，检测的结果跟设计的结果差不多一样，为什么样板声音清晰，显示准确，而成品的声音有时候是可以接受，但是有时候不行？答：实际被测对象的声音有时可以接受，有时不行，但示波器上的波形显示看不出什么问题，或示波器显示数据和被测对象上的数据相差很远。往往是示波器和您的被测对象没有同步造成的。可尝试下面的方法：声音信号通常为低速信号，可让示波器工作在滚动方式下，观察信号出现问题时，手动停止波形采集，并进行分析。在时域中观察声音信号往往不太全.面，安捷伦的动态信号分析仪在很多时候是更好的选择，但若没有该仪器，可结合示波器的 FFT 功能从频域观察。尝试用示波器的触发功能，若手边有混合信号示波器(54xxxD)，可结合其逻辑通道定义触发条件(如类似逻辑分析仪的状态触发，顺序触发)。
78． 如何 tds3012 示波器进行时钟抖动测试？答：在泰克的开放平台示波器中（比如 TDS7000，TDS5000）有专门的抖动测量软件，可以进行全.面的抖动测量（比如 Rj，Dj 等）。在 TDS3012 中只能通过无限余辉对信号进行比较长时间的累计测量。另外，一般频率比较高的时钟才需要测量抖动。一般示波器测量信号的原则是：示波器的带宽应该是信号*高频率的 5 倍，如果上升时间比较快的方波可能需要示波器带宽是信号频率的 10 倍甚至更高。所以建议采用更高带宽，开发平台的示波器。79． 在 AC/DC 开关电源中如何用示波器进行功率因数测量？答：其实使用示波器测量功率因数就是测量电压与电流之间的相位差即 cosφ，同时泰克 TDS5000功率测试系统也自动对 PFC 的相关参数进行测量（如：THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等）。80． 用泰克示波器的 FFT 功能可以看到开关电源的辐射的频率及幅度，但是这里面的幅度的值与认证中心的值的概念是一样吗？假如不是，怎样转换？而且，假如在看波形时选不同的 V/DIV，在 FFT 状态下有不同的幅度，是否正常？---我用的型号是 TDS1012。答：使用示波器的 FFT 功能测得的幅值只能作为定性的分析，而不能作为定量的分析，因此只具备参考价值，如果希望对频谱幅度进行分析可选择 Blackman-Harris 窗口，这样效果会好一些；当转换 V/div时一定会对 FFT 的幅值产生影响，因为这是受到示波器本身的 ADC 的分辨率限制，所以为了提高测量精度，一般会选择将波形尽可能占满整个屏幕（但决不能超出屏幕），也就是选择较小的 V/div 档位。答：示波器发展到现阶段，已把数据分析提高到重要的位置。使用示波已不仅仅是在调试中观察波形，更重要的是能很好的在设计中分析计算器件参数，帮助大家优化设计方案。选择什么样的示波器*适合要结合您所要观察分析的信号决定。82． 如何用示波器测试视频参数（包括视频输出电平、水平清晰度、亮度幅频响应、色度幅频响应 、亮度信噪比、色度信噪比、亮度非线形失真等等视频参数）？答：泰克 TDS3000B 系列示波器加上 TDS3VID 或 TDS3SDI 以及 TDS5000 系列示波器均提供强大的视频测量功能，甚至包括模拟 HDTV 功能，以及内置矢量示波器能力，帮助你去分析各种视频参数。83． 在高频端，如何判断示波器探头本身的阻抗对信号的影响？答：示波器的探头都有特定的指标，可以参照探头的等效阻抗－频率图确定探头在频率点的等效阻抗。关于探头，泰克有专门的文章叫做《探头 ABC》。84． 为什么用泰克示波器测试 30MHz 时钟的波形振铃要比安杰仑的大的多（示波器探头是 250MHz的）？答：测量状态转换时，只需采用示波器的自动触发方式，将电压和电流的波形设置为比较理想的显示方式。如果使用 TDS5000，还可调节 resolution 旋钮将采样率调至合适档位（一般为信号频率的 10 倍左右）。然后利用 PWR2 软件对被测数据进行自动计算。对于 MOSFET 我们选择 Vds 和 Ids 作为被测信号IGBT 选择 Vce 和 Ice 作为被测信号。当用数字示波器测试开关电源时, 可否预先设置限制参数(如测试时间,每次采样数)如何用泰克示波器实现对开关电源状态变换的测试。连接方式（可举例），示波器按键的设置，必要的注意事项。85． 在设计软开关 PWM 变换器时（如 PWM 半桥开关变换器），怎样用示波器观察 MOSFET Vt/It轨迹？答：首先示波器要有通道间的时延校正功能，这样进行相关数学 运算时才能保证基本的准确性。使用高压差分电压探头及电流探头测量。TEK 推出的功率测试方案中就可以动态的观察 MOSFET 的整个工作过程。86． 输出电容和输出电感的选择应该根据负载的供电需求确定，那对于 L 和 C 值都应该按照datasheet 上的确定的公式套用吗？如果按照公式推算出来的值在实际应用中出现了问题，那么我们应该根据什么来更换呢？答：不同拓朴的输出扼流圈及输出滤波电容的计算公式是不同的，应该按自己所选的电路结构选择合适的计算公式。输出电容的大小主要由输出纹波电压要抑制为几毫伏决定。这就要计算出 ESR,然后可按厂家提供的 DATASHEET 选择。但选电容时还要考虑负载的变化、电流变化范围、输出电感感量等等，因为它们会使电容特性改变。87． 目前，HID 疝气灯已经广泛用在一些高.档轿车大灯上，但在 HID 灯安定器的高压电路设计中，发现由于高压回收速度不够快，造成有时点灯不畅。如何解决？答：HID 疝气灯一般都有一个二次击穿的过程，然后大灯趋于稳定的工作状态；首先要对二次击穿进行有效的控制方可保证其稳定工作，量测二次击穿只需使用 TDS5000 的长记录长度，进行单次触发捕获其波形，然后分别测量一次击穿和二次击穿的峰值电压以及其脉冲宽度，再测量两次击穿脉冲间的时间即可，根据实际状况看看以上参数是否满足设计要求。88． 如果使用探头和虚拟仪器，可以在 PC 机上显示出波形。同时，各种各样的计算都可以轻松实现。TEK5000 系列和虚拟仪器有何本质区别？答：DS5000 虽然是一台基于 Windows 2000 的示波器，但实际上它是分成两个重要部分的，首先他具有一个真正意义上的示波器采集和处理的部分，这部分的数据处理是通过示波器本身的一个专业处理器进行的，而 Windows2000 的计算机平台只是对示波器采集下来的数据（内部通过 PCI 总线通讯）进行一些后台分析计算处理，这部分与示波器本身的显示并无联系。而所谓的虚拟仪器（大多为 PC 插卡式的），它通过一个数据采集卡（一般速度很慢）将外界的信号采入计算机内部，通过计算机自身的 CPU 对数据进行处理，它是一种廉价的解决方案，它的致命弱点是没有任何溯源性（它受计算机主机的影响太大，不同主机导致的测试结果有较大的误差），我们知道测试仪器的一致性是决定测试结果成败的关键。89． 如何减小 DC-DC 变压器的热损，在设计变压器时应注意那些问题？对变压器的外围电路有何要求？答：应遵循磁通复位的原则。设计变压器无非要选择磁芯规格及尺寸、计算占空比、磁感应增量、原、副边的匝数。在实验中校对*坏情况下的磁饱和的情况。90． 在开关电源的设计中常会遇到的棘手问题是效率问题。而整机的效率很大程度上取决于开关管的损耗，在我们的电路和器件选定后，开关管的开关波形测量很重要，可以根据它的数据来判断和改善开关工作状态。那么在利用示波器进行这项测试时应该如何正确操作和注意哪些问题呢？答：开关电源中有两大主题：提高效率和提高可靠性。效率就要测损耗，损耗主要集中在开关管和磁性元件上，为此我们应该通过示波器测量开通损耗、截止损耗、导通损耗，同样的对变压器和电感能测量其磁芯损耗和动态电感。
